液氯氣化卸車工藝的優化設計

郝立偉，于 軍（藍星（北京）化工機械有限公司，北京100176）

目前工業上的液氯主要來自于燒堿行業，而眾多燒堿企業的液氯不能自我消化吸收，只能對外銷售。很多用氯企業考慮到氯的生產成本及工藝復雜程度，采取直接采購液氯的方式。基于液氯的應用廣泛性、危害性、生產成本高的特性，液氯的采購、運輸、卸車就顯得極為普遍，而卸車已成為影響生產的關鍵一環。

1 液氯槽車3種卸車方案的優缺點

目前在液氯卸車工藝上主要有3種卸車方式，即空壓卸車、位差卸車和氣化卸車。

（1）空壓卸車工藝是將具有一定壓力的空氣通到液氯槽車內，利用槽車和儲罐的壓差將液氯卸至儲罐內。由于空氣的不斷進入降低了氯氣的純度，而且加大了尾氣處理的成本。此工藝對空氣的含水量有較高要求，否則會對生產帶來一定的安全隱患。

（2）位差卸車工藝是設置一臺液氯中間槽（地下），液氯通過槽車與中間槽的位差卸至中間槽，再通過屏蔽泵將中間槽內的液氯送至液氯儲槽。這種卸車工藝需要配備專門的卸車泵，同時為了保證泵的正常運轉，液氯中不能含機械雜質（這在常規燒堿行業生產過程中是難免的），否則會造成屏蔽泵的損壞；鑒于屏蔽泵安全氣蝕余量大的特性，需要設置較深的泵池。基于以上因素必然給用戶增加了設備采購成本、設備安裝成本、設備運行成本及勞動強度等，可見此工藝并不理想。

（3）氣化卸車工藝是將槽車內的液氯送至氣化器，在氣化器內氣化變為帶有一定壓力的氯氣（多為0.6 MPa），氯氣進入槽車氣相部分，槽車壓力增大，通過槽車與儲罐的壓差將液氯壓至儲槽。由于進氣化器的液氯流量是靠氣化壓力控制，初期流量較小，氣化速率較慢；卸車過程中氣化量不可控制，導致整個卸車時間較長。

2 所選方案介紹及技術要點

（1）采用第三方案，即氣化卸車方案，并做出了方案優化設計。現采用磁力泵作為液氯輸送的動力源，液氯儲罐內的液氯通過磁力泵送至卸車氣化器氣化加壓，加壓后的氯氣通過卸車氯氣緩沖罐、卸車氯氣分配臺、卸車鶴管進入槽車頂部，帶壓氯氣將液氯壓至液氯儲罐。

（2）采用液氯磁力泵作為卸車的動力源，保證生產安全、無泄漏。此泵為雙殼體磁力泵，泵罐一體提供；磁性材料采用特殊釤鈷合金，充分保證整機使用壽命大于20 a；自帶泵內部回流，確保泵長期可靠的運行；安裝簡易，安裝高度只需與最低液位保持1.5 m即可，土建工程量較小。磁力泵安裝簡易流程和安裝高度簡圖見圖1。

圖1 磁力泵簡易流程和安裝高度簡圖

（3）氣化器采用套管式換熱器，內外套管均采用無縫鋼管，材質分別為Q345B和20號鋼。內管走液氯，外管走熱水，保證了液氯的完全氣化，不會造成三氯化氮的聚集。設備制作簡圖見圖2。

圖2 氣化器簡圖

（4）設置監測儀表，通過調節閥組精確控制卸車壓力，保證安全。進入氣化器的液氯流量通過調節閥組控制，并與氣化緩沖罐內的氯氣壓力連鎖，始終保證卸車壓力的平穩。熱水上水管道設置現場和遠傳控制室的溫度檢測儀表，時刻監測熱水溫度。卸車鶴管的氣相和液相分別設置壓力監測儀表，保證了控制室和現場都能檢測到液氯卸車的壓力。在主要設備附近設置有毒報警裝置，時刻監測現場氯氣的含量。

（5）通過設置安全閥、過濾器、取樣口等輔助安全措施，保證卸車安全。在氣化器入口管液氯管道和氯氣緩沖罐上安裝安全閥；設置液氯卸車管道上設置籃式過濾器，除掉液氯中的雜質；在熱水回水管道上安裝取樣檢測口，定期檢測熱水pH值；在氣化器液氯入口管道和分配臺上設置氮氣吹掃口，卸車前后對系統進行置換。

（6）合理化布置和流程優化，方便維護、并簡化操作流程。設備布置方案中只有鶴管在卸車現場露天布置，氣化器、緩沖罐及分配臺自動控制閥門組等均布置在廠房內；尾氣處理的所有管道在一個分配臺上匯集，集中操作；這種布局和優化有利于設備的維護保養，減少了操作人員的工作強度。相關氣化設備布置簡圖見圖3。

圖3 氣化設備布置簡圖

（7）氣化氯氣緩沖罐的設置。在氣化器后設置氯氣緩沖罐，緩沖罐為熱水夾套結構，可以對氯氣中夾帶的液氯液滴進行二次氣化，保證氣化完全；同時緩沖罐對氣化氯氣起到穩壓作用，保證卸車壓力的穩定。

3 其他注意要點

（1）此方案需保證熱水的溫度不超過40℃，溫度不能忽高忽低，波動范圍建議為38～40℃，否則造成卸車壓力的不穩定，影響卸車速度和卸車安全。

（2）由于此工藝對液氯流量進行自動控制，所以必須保證調節閥流量選擇的精確性。根據氣化壓力、卸車時間、槽車體積等參數計算所需氣化氯氣的流量，從而得到液氯的流量，該方案流量控制在0.15～0.20 m3/h。

（3）在分配臺和液氯管道等經常操作部位安裝兩道閥門，均使用氯氣專用閥門，閥門密封面為凹面（FM），壓力等級為 PN25。

（4）法蘭之間的密封墊片材質為RPTFE（改性聚四氟乙烯墊），此墊片具有耐磨強，耐蠕變性好，機械強度高等特點。

4 結論

該卸車方案站在設計角度，通過采用自動化控制、雙殼體磁力泵、輔助安全設施、合理化的布局及流程優化等措施，保證了液氯卸車的安全性和穩定性，并降低了操作人員的勞動強度，希望對相關涉及液氯企業有所幫助。